CN101989917A - 一种以太网隧道分段保护方法和装置 - Google Patents

一种以太网隧道分段保护方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以太网隧道分段保护方法，包括：域边界桥(DEB)分别通过其所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行状态检测；DEB通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对流量的保护切换。本发明还公开了一种以太网隧道分段保护装置。通过本发明的方法和装置，有效实现了以太网隧道的分段保护，只对需要保护的部分段进行保护，解决了现有技术局部发生故障需整条以太网隧道切换的弊端，从而提高了网络的利用率和可靠性，在组网实施保护上具有较好的灵活性，且满足了实际组网的需求。

Description

一种以太网隧道分段保护方法和装置
技术领域
本发明涉及以太网隧道的保护技术，尤其涉及一种以太网隧道分段保护方法和装置。
背景技术
随着电信级以太网(CE，Carrier Ethernet)概念的提出，满足电信网络需求，且面向连接的以太网技术-运营商骨干传送(PBT，Provider Backbone Transport)技术也随之产生。随后，国内外均有运营商采用PBT技术组网，为PBT技术在城域网内的发展提供了良好的开端。
PBT技术是一种面向连接的以太网传输技术，也称支持流量工程的运营商骨干桥接(PBB-TE，Provider Backbone Bridge Traffic Engineering)技术。PBB-TE技术基于PBB技术，其核心是对PBB技术的改进，CE的源设备在报文的头部插入骨干网的目的媒体接入控制(MAC，MediaAccess Control)地址(B-DA，Backbone Destination MAC Address)、骨干网的源MAC地址(B-SA，Backbone Source MAC Address)、骨干网虚拟局域网标识(B-VID，Backbone Virtual Local Area Network Identity)以及服务实例标记(I-TAG，Service Instance TAG)。CE 的源设备和目的设备之间的转发路径是预先静态配置的，中间的CE设备可以基于转发表中的B-DA和B-VID对数据帧进行转发。
随着运营商级以太网概念的提出，为了使以太网达到电信级别标准，对以太网的保护、倒换提出了更高的要求。在现有的PBB-TE保护倒换技术中，支持对流量工程服务实例(TESI，Traffic Engineering Service Instance)的保护，即一种端到端的隧道保护，如图1所示，某TESI的端到端主隧道为
Figure B2009100899774D0000011
A和E表示该隧道实例的端；为该TESI的端到端备份隧道。这种端到端的保护方案不但保护倒换时间较长，而且牵涉的节点较多，缺少了对中间链路和节点的保护。一旦中间某条链路或某个节点出现故障，则必须整条TESI进行切换，而且该故障链路或故障节点上通过有多条TESI时，会引起多条TESI的切换。也就是说，PBB-TE端到端保护的保护对象是TESI，当检测到某条工作的TESI出现故障，则需对进入该PBB-TE隧道的用户报文用另一条保护TESI对应的头部进行重新封装，使流量走保护PBB-TE隧道。
对于以太网而言，链路、节点保护是以太网保护的一部分，大部分的网络故障都是出现在某条链路或某节点上，因此PBB-TE分段保护变得非常有必要，即需要对PBB-TE隧道的局部段进行保护，保护经过该段上的一组流量工程服务实例。然而，现有技术还无法提供一种较有效的PBB-TE分段保护方案，从而给实际应用带来不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种以太网隧道分段保护方法和装置，以实现对PBB-TE隧道的分段保护。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种以太网隧道分段保护方法，该方法包括：
域边界桥DEB分别通过其所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行状态检测；
所述DEB通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对所述流量的保护切换。
在DEB发送连通性检查消息之前，该方法进一步包括：为所述主用段配置对应的备用段，所述主用段和备用段组成封闭的环状结构，形成所述保护域，且所述主用段和备用段共用的两个端点即为所述保护域内的DEB。
该方法进一步包括：
所述DEB分别通过其所在保护域内的主用段和备用段周期性的向对端的DEB发送连通性检查消息；
如果所述DEB在预定时间内没有收到对端的DEB通过主用段发送的连通性检查消息，则判定所述主用段发生故障；
如果所述DEB在预定时间内没有收到对端的DEB通过备用段发送的连通性检查消息，则判定所述备用段发生故障。
所述执行流量的保护切换，具体为：
如果所述主用段发生故障，且流量传输占用所述主用段，同时检测到备用段可用，则将所述流量保护切换到所述备用段上；
如果所述备用段发送故障，且流量传输占用所述备用段，同时检测到主用段可用，则将所述流量保护切换到所述主用段上。
该方法进一步包括：
如果需要将受保护域保护的流量从主用段保护切换到备用段，则所述DEB将自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接备用段的端口；
如果需要将受保护域保护的流量从备用段保护切换到主用段，则所述DEB将自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接主用段的端口。
所述连通性检查消息为连续性检测消息CCM报文。
本发明还提供了一种以太网隧道分段保护装置，该装置包括：
消息发送模块，用于分别通过DEB所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行状态检测；
保护切换模块，通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对所述流量的保护切换。
该装置进一步包括：配置模块，用于为所述主用段配置对应的备用段，所述主用段和备用段组成封闭的环状结构，形成所述保护域，且所述主用段和备用段共用的两个端点即为所述保护域内的DEB。
所述保护切换模块进一步用于，在预定时间内所述DEB没有收到对端的DEB通过主用段发送的连通性检查消息时，如果流量传输占用所述主用段，且检测到备用段可用，则将所述流量保护切换到所述备用段上；在预定时间内所述DEB没有收到对端的DEB通过备用段发送的连通性检查消息时，如果流量传输占用所述备用段，且检测到主用段可用，则将所述流量保护切换到所述主用段上。
所述保护切换模块进一步用于，在需要将受保护域保护的流量从主用段保护切换到备用段时，将所述DEB自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接备用段的端口；在需要将受保护域保护的流量从备用段保护切换到主用段时，将所述DEB自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接主用段的端口。
所述连通性检查消息为CCM报文。
本发明所提供的一种以太网隧道分段保护方法和装置，有效实现了PBB-TE隧道的分段保护，只对需要保护的部分段进行保护，解决了现有技术局部发生故障需整条以太网隧道切换的弊端，从而提高了网络的利用率和可靠性，在组网实施保护上具有较好的灵活性，且满足了实际组网的需求。
附图说明
图1为现有技术中PBB-TE的一种端到端保护的示意图；
图2为本发明一种以太网隧道分段保护方法的流程图；
图3为本发明用以实现以太网隧道分段保护的拓扑模型的示意图；
图4为本发明实施例的以太网隧道分段保护的拓扑结构示意图；
图5为本发明一种以太网隧道分段保护装置的组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明所提供的一种以太网隧道分段保护方法，如图2所示，主要包括以下步骤：
步骤201，域边界桥(DEB，Domain Edge Bridge)分别通过其所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行状态检测。
为实现以太网隧道分段保护，本发明引入一种中间段保护模型，该模型是对PBB-TE网络中的一中间段(包括段上的链路和链路上的中间节点)上的一组TESI进行保护。如图3所示，对于PBB-TE网络中需要加以保护的部分配置有主用段(Primary Segment)和备用段(Backup Segment)两条路径，主用段和备用段共用两个端点，主用段和备用段具有不同的路径。它们形成一个封闭的环形结构，组成一个保护域。主用段和备用段共用的这两个端点称为域边界桥(DEB，Domain Edge Bridge)，DEB之间在主用段和备用段上可以无中间节点，也可以有一个或多个中间节点，例如：DEB之间包括一系列局域网和介于其间的中间节点。
所谓主用段，是指在网络工作正常时，规划数据流量(TESI)所走的路径所在的某一中间段，该段受到保护域保护。所谓备用段，是在其保护域内对主用段进行保护的一条段。如图3所示，在没有故障发生的情况下，数据流量在
Figure B2009100899774D0000051
之间的主用段上进行转发；当主用段上出现故障，端点B、C将流量切换到备用段上。
TESI是由一组以太网交换路径(ESP，Ethernet Switch Path)组成的MAC服务实例。ESP是一条单向的以太网转发路径，该路径由一个三元组＜B-DA，B-SA，B-VID＞来确定。
该模型中的两个DEB(节点B和节点C)分别通过主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行链路检测。连通性检查消息可以周期性的发送，也可以非周期性的发送。例如：利用操作管理维护(OAM，Operation Administration and Maintenance)机制，并采用电气和电子工程师协会(IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.1ag标准执行链路检测。
本发明所指的连通性检查消息可以是但不仅限于连续性检测消息(CCM，Connectivity Check Message)报文。
步骤202，DEB通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对流量的保护切换。
在图3所示的模型中，当某个DEB(节点B或节点C)在预定时间内没有收到从主用段上发来的CCM报文，则认为主用段上发生故障，如果当前的流量传输占用的是主用段，且检测到备用段可用，则该DEB执行流量的保护切换操作，将流量从主用段切换到备用段上进行转发，具体的保护切换操作为：DEB将自身所存储的该流量所对应的转发表条目的出端口更改为该DEB所连接备用段的端口，从而使得流量按照新的出端口转发；
或者，当某个DEB在预定时间内没有收到从备用段上发来的CCM报文，则认为备用段上发生故障，如果当前的流量传输占用的是备用段，且检测到主用段可用，则该DEB执行流量的保护切换操作，将流量从备用段切换到主用段上进行转发，具体的保护切换操作为：DEB将自身所存储的该流量所对应的转发表条目的出端口更改为该DEB所连接主用段的端口，从而使得流量按照新的出端口转发。
其中，上述需要更改的转发表条目即为受该保护域保护的一组TESI所对应的＜B-DA，B-VID＞；上述的出端口即为主用段或备用段在DEB上对应的端口。
图3所示的模型能够对PBB-TE网络中某一需要重点保护部分的中间段进行保护，且保护支持反转(Revertive)模式和非反转(Non-Revertive)模式。通过本发明实现了对PBB-TE网络上经过保护域中的一组TESI进行保护。
下面结合图4所示的实施例对上述以太网隧道分段保护方法进行详细阐述。如图4所示，有一组TESIs，其经过共同一部分路径
Figure B2009100899774D0000061
对主用段
Figure B2009100899774D0000062
和
Figure B2009100899774D0000063
分别加以保护，分别配置对应的备用段和
Figure B2009100899774D0000065
主用段
Figure B2009100899774D0000066
和备用段
Figure B2009100899774D0000067
共用两个端点B、C，形成保护域I；主用段
Figure B2009100899774D0000068
和备用段
Figure B2009100899774D0000069
共用两个端点D、F，形成保护域II。这两个保护域是相互独立的，即保护域I和保护域II在自身域的内部进行故障检测，并且其中一个域的切换动作不会对另一个域的行为产生影响。图4中的B、C、D、F节点都是DEB。保护域I和保护域II可以共用一个端点，或中间相隔多个节点。
在保护域I中，主用段
Figure B2009100899774D0000071
由备用段
Figure B2009100899774D0000072
实现保护，
Figure B2009100899774D0000073
上传输主用段的CCM报文，
Figure B2009100899774D0000074
上传输备用段的CCM报文；主用段
Figure B2009100899774D0000075
由备用段实现保护，
Figure B2009100899774D0000077
上传输主用段的CCM报文，
Figure B2009100899774D0000078
上传输备用段的CCM报文。当检测发现主用段
Figure B2009100899774D0000079
出现故障，且TESIs的传输占用主用段同时检测到备用段
Figure B2009100899774D00000711
可用时，将TESIs切换到备用段
Figure B2009100899774D00000712
上，反之亦然；同样的，当检测发现主用段
Figure B2009100899774D00000713
出现故障，且TESIs的传输占用主用段
Figure B2009100899774D00000714
同时检测到备用段
Figure B2009100899774D00000715
可用时，将TESIs切换到备用段上，反之亦然。
为实现上述的以太网隧道分段保护方法，本发明还提供了一种以太网隧道分段保护装置，该装置应用于以太网的节点中(包括DEB)，如图5所示，该装置包括：消息发送模块10和保护切换模块20。其中，消息发送模块10，用于分别通过DEB所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息。保护切换模块20，用于通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对流量的保护切换。
较佳的，该装置在上述模块的基础上进一步包括：配置模块30，用于为主用段配置对应的备用段，主用段和备用段组成封闭的环状结构，形成保护域，且主用段和备用段共用的两个端点即为保护域内的DEB。
保护切换模块20进一步用于，在预定时间内DEB没有收到对端的DEB通过主用段发送的连通性检查消息时，如果流量传输占用主用段，同时检测到备用段可用，则将流量保护切换到备用段上；在预定时间内DEB没有收到对端的DEB通过备用段发送的连通性检查消息时，如果流量传输占用备用段，同时检测到主用段可用，则将流量保护切换到主用段上。切换操作具体包括：在需要将受保护域保护的流量从主用段保护切换到备用段时，将DEB自身所存储的该流量所对应的转发表条目的出端口更改为DEB所连接备用段的端口；在需要将受保护域保护的流量从备用段保护切换到主用段时，将DEB自身所存储的该流量所对应的转发表条目的出端口更改为DEB所连接主用段的端口。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种以太网隧道分段保护方法，其特征在于，该方法包括：
域边界桥DEB分别通过其所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行状态检测；
所述DEB通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对所述流量的保护切换。
2.根据权利要求1所述以太网隧道分段保护方法，其特征在于，在DEB发送连通性检查消息之前，该方法进一步包括：为所述主用段配置对应的备用段，所述主用段和备用段组成封闭的环状结构，形成所述保护域，且所述主用段和备用段共用的两个端点即为所述保护域内的DEB。
3.根据权利要求1或2所述以太网隧道分段保护方法，其特征在于，该方法进一步包括：
所述DEB分别通过其所在保护域内的主用段和备用段周期性的向对端的DEB发送连通性检查消息；
如果所述DEB在预定时间内没有收到对端的DEB通过主用段发送的连通性检查消息，则判定所述主用段发生故障；
如果所述DEB在预定时间内没有收到对端的DEB通过备用段发送的连通性检查消息，则判定所述备用段发生故障。
4.根据权利要求1或2所述以太网隧道分段保护方法，其特征在于，所述执行流量的保护切换，具体为：
如果所述主用段发生故障，且流量传输占用所述主用段，同时检测到备用段可用，则将所述流量保护切换到所述备用段上；
如果所述备用段发送故障，且流量传输占用所述备用段，同时检测到主用段可用，则将所述流量保护切换到所述主用段上。
5.根据权利要求1或2所述以太网隧道分段保护方法，其特征在于，该方法进一步包括：
如果需要将受保护域保护的流量从主用段保护切换到备用段，则所述DEB将自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接备用段的端口；
如果需要将受保护域保护的流量从备用段保护切换到主用段，则所述DEB将自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接主用段的端口。
6.根据权利要求1或2所述以太网隧道分段保护方法，其特征在于，所述连通性检查消息为连续性检测消息CCM报文。
7.一种以太网隧道分段保护装置，其特征在于，该装置包括：
消息发送模块，用于分别通过DEB所在保护域内的主用段和备用段向对端的DEB发送连通性检查消息，进行状态检测；
保护切换模块，通过对保护域中的主用段和备用段的状态检测，在确定流量传输所占用的主用段或备用段发生故障时，执行对所述流量的保护切换。
8.根据权利要求7所述以太网隧道分段保护装置，其特征在于，该装置进一步包括：配置模块，用于为所述主用段配置对应的备用段，所述主用段和备用段组成封闭的环状结构，形成所述保护域，且所述主用段和备用段共用的两个端点即为所述保护域内的DEB。
9.根据权利要求7或8所述以太网隧道分段保护装置，其特征在于，所述保护切换模块进一步用于，在预定时间内所述DEB没有收到对端的DEB通过主用段发送的连通性检查消息时，如果流量传输占用所述主用段，且检测到备用段可用，则将所述流量保护切换到所述备用段上；在预定时间内所述DEB没有收到对端的DEB通过备用段发送的连通性检查消息时，如果流量传输占用所述备用段，且检测到主用段可用，则将所述流量保护切换到所述主用段上。
10.根据权利要求7或8所述以太网隧道分段保护装置，其特征在于，所述保护切换模块进一步用于，在需要将受保护域保护的流量从主用段保护切换到备用段时，将所述DEB自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接备用段的端口；在需要将受保护域保护的流量从备用段保护切换到主用段时，将所述DEB自身所存储的所述流量所对应的转发表条目的出端口更改为所述DEB所连接主用段的端口。
11.根据权利要求7或8所述以太网隧道分段保护装置，其特征在于，所述连通性检查消息为CCM报文。
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